汽車碰撞測試是如何模擬真實(shí)事故場景的？

汽車碰撞測試主要分為實(shí)車碰撞測試和模擬碰撞測試。

實(shí)車碰撞測試包括正面碰撞，汽車以一定速度撞擊剛性壁面或障礙物，評(píng)估前部結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和形變情況；側(cè)面碰撞通過模擬側(cè)面撞擊，考查汽車側(cè)面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和乘員側(cè)面保護(hù)性能；后部碰撞評(píng)估后部碰撞時(shí)座椅和頭枕的保護(hù)性能；翻車測試評(píng)估汽車在側(cè)傾或翻車事故中的保護(hù)性能，像車頂和車身結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。實(shí)車碰撞測試真實(shí)、多樣，但成本高、周期長。

模擬碰撞測試有有限元分析，利用軟件對(duì)汽車結(jié)構(gòu)模擬，預(yù)測不同碰撞條件下的形變和應(yīng)力分布，還有碰撞模擬軟件，輸入碰撞速度、角度和障礙物特性等參數(shù)，模擬碰撞過程中汽車的行為。模擬碰撞測試靈活、快速、成本低，但對(duì)仿真模型要求高。未來，模擬碰撞測試會(huì)更成熟精確。

在后視鏡撞擊試驗(yàn)方面，常見的后視鏡撞擊試驗(yàn)臺(tái)類型有擺錘式、落錘式、轉(zhuǎn)鼓式等。擺錘式工作原理是車輛在規(guī)定速度下撞擊時(shí)擺錘繞垂直軸高速旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)系統(tǒng)做功，適用于轎車和微型車，具有單臂擺動(dòng)方式，能通過控制力矩自動(dòng)調(diào)節(jié)，采用高精度傳感器，有過載保護(hù)裝置，還可設(shè)定多個(gè)工作程序。落錘式是將金屬球體從一定高度自由落下沖擊試樣表面，功能多樣，能測量沖擊力和加速度測定被試件結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，能調(diào)整不同高度的沖擊速度適應(yīng)環(huán)境條件，能設(shè)置不同頻率的聲音報(bào)警信號(hào)實(shí)現(xiàn)聲光提示，還能設(shè)置不同撞擊點(diǎn)模擬實(shí)際交通事故中的撞擊情況，也可用于材料力學(xué)性能測試。

進(jìn)行后視鏡撞擊試驗(yàn)時(shí)，要考慮試驗(yàn)臺(tái)的激勵(lì)能力能否產(chǎn)生合乎試驗(yàn)要求的嚴(yán)酷等級(jí)和波形容差，還要考慮負(fù)載能力，負(fù)載通常由試驗(yàn)樣品和必要夾具構(gòu)成，負(fù)載能力大的試驗(yàn)設(shè)備更靈活，可利用配重改善波形減小波形畸變。沖擊激勵(lì)的方向也很重要，大多數(shù)試驗(yàn)臺(tái)只能產(chǎn)生一個(gè)方向的沖擊激勵(lì)，對(duì)于要求多方向沖擊試驗(yàn)的樣品，要考慮安裝臺(tái)面是否容許倒置等情況。沖擊、碰撞試驗(yàn)夾具也很關(guān)鍵，好的夾具應(yīng)是一個(gè)合格的機(jī)械濾波器具有諧振特性，諧振峰高低取決于阻尼大小，夾具優(yōu)劣的鑒別方法有在振動(dòng)臺(tái)上實(shí)測其頻率特性曲線或在實(shí)際試驗(yàn)設(shè)備上同時(shí)測量臺(tái)面中心和檢測點(diǎn)的沖擊波形。不同的后視鏡撞擊試驗(yàn)臺(tái)有各自的制作標(biāo)準(zhǔn)、用途和主要結(jié)構(gòu)。

汽車碰撞安全試驗(yàn)是綜合評(píng)價(jià)汽車安全性能的重要方法，讓汽車以特定速度駛向固定或移動(dòng)的障礙物，模擬真實(shí)交通事故中的碰撞情況。在碰撞試驗(yàn)中，汽車會(huì)以 48.3 千米每時(shí)的國際標(biāo)準(zhǔn)碰撞速度駛向質(zhì)量為 80 噸的國際標(biāo)準(zhǔn)碰撞試驗(yàn)臺(tái)，沖擊力巨大。試驗(yàn)車撞在試驗(yàn)臺(tái)上后，技術(shù)人員會(huì)立刻查看車輛受損情況，比如兩側(cè)安全氣囊是否爆開、安全帶是否發(fā)揮有效作用、前排擋風(fēng)玻璃是否破碎、成員是否安全無損、四個(gè)車門是否能正常開啟等。同時(shí)還會(huì)取出安裝在成員身上的各種傳感器，通過計(jì)算機(jī)得到碰撞實(shí)驗(yàn)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)。

我國的汽車碰撞試驗(yàn)規(guī)程和國際類似，主要包括正面 100%重疊剛性壁障碰撞試驗(yàn)、可變形移動(dòng)壁障側(cè)面碰撞試驗(yàn)、正面 40%重疊可變形壁障碰撞試驗(yàn)、鞭打試驗(yàn)等。

60 年前，奔馳推出的底盤代號(hào)為 W111 的豪華轎車 220、220S 以及 220SE ，首次實(shí)踐了安全車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，通過在車輛的前后兩部分設(shè)計(jì)緩沖區(qū)，從而在碰撞中得以吸收碰撞的能量，將乘員艙最大程度地保存完整。沃爾沃汽車安全中心可以模擬和再現(xiàn)各種類型的車禍現(xiàn)場，除了常見的碰撞測試，還能實(shí)現(xiàn)各種角度的兩車對(duì)撞、撞墻、撞柱、側(cè)翻、翻滾等實(shí)驗(yàn)，還有特別的路面偏離保護(hù)系統(tǒng)測試。碰撞測試的加速由電機(jī)帶動(dòng)車輛下方的牽引繩完成，激光測距儀計(jì)算車輛位置，高速攝像機(jī)捕捉碰撞動(dòng)態(tài)過程，每個(gè)車型碰撞測試前有大概兩周準(zhǔn)備時(shí)間，碰撞時(shí)車內(nèi)放入遍布傳感器的測試假人，碰撞后分析假人傳感器記錄的數(shù)據(jù)判斷受傷程度，還能進(jìn)行大規(guī)模數(shù)據(jù)模擬和有限元計(jì)算。